Practica 5 Amplificador operacional

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1 Practica 5 Amplificador operacional Objetivo: Determinar las características básicas de un circuito amplificador operacional. Examinar las ventajas de la realimentación negativa. Equipo: Generador de funciones Multímetro digital Osciloscopio Fuente de alimentación Material 3 circuitos integrado 741C 1 potenciómetro de 5 KΩ ó aproximado 4 resistencias de 10KΩ a 0.5 watt 4 capacitores de 1 μf 4 resistencias de 2.5KΩ a 0.5 watt 4 cables BNC-doble caimán 4 resistencias de 100 Ω a 0.5 watt 4 cables banana-caimán 2 resistencias de 100 KΩ a 0.5 watt 4 cables caimán -caimán 3 resistencias de 1 KΩ a 0.5 watt 1 PROTOBOARD Desarrollo: 1. Alambrar el circuito de la figura 1, donde RF = RR = 10 KΩ Figura 2. Amplificador inversor 2. Aplicar una señal senoidal de 1 KHz con una amplitud máxima que permita obtener una señal de salida sin distorsión. 3. Obtener oscilograma de entrada y salida señalando la amplitud, frecuencia y fase. Determinar la ganancia. 4. Sustituir el valor de la resistencia R R de 10 KΩ a 2.5KΩ y repetir los puntos 2 y Alambrar el circuito de la figura 2, donde RF = RR = 10 KΩ. 12

2 Figura 3. Amplificador no inversor 6. Repetir los puntos del 2 al Alambrar el circuito de la figura 3, donde R F = R = R = 10KΩ 1 2 Figura 4. Amplificador sumador 8. Aplicar a la terminal V 1 del circuito, una señal senoidal de 1 KHz y una amplitud de 0.1 Vp con una componente de directa de 1 V. La terminal V 2 sin conexión. 9. Obtener oscilograma de entrada y salida señalando la amplitud, frecuencia y fase. Determinar la ganancia. 10. Aplicar a la terminal V 2 del circuito, la misma señal aplicada a V 1 y repetir punto Modificar el circuito sumador de manera que al utilizar las mismas señales de entrada, se tenga a la salida una señal senoidal con aproximadamente -0.3 Vp y una componente de directa de -3 V. Repetir punto Demostrar con un experimento que el circuito sumador de la figura 3, también puede funcionar como sustractor. 13. Alambrar el circuito de la figura 4. 13

3 Figura Medir el voltaje de salida de CD (voltaje offset de salida) y estimar el voltaje de entrada (voltaje offset de entrada), a partir de la ganancia del circuito. Recordar que Vsal RF AV = =. Vent RR 15. Modificar el circuito de acuerdo a la figura 5. Figura Observar el voltaje de salida de CD con el osciloscopio y ajustar el potenciómetro hasta que el voltaje offset de salida sea cero (es decir, se elimina el voltaje offset de salida). 17. Alambrar el circuito de la figura 6. 14

4 Figura Aplicar una señal senoidal de 10 KHz y ajustar la amplitud hasta saturar la señal de salida del amplificador. 19. Medir el cambio de voltaje Δ V y el cambio de tiempo Δ T de la forma de onda de salida (observar figura 7). Calcular la rapidez de respuesta mediante la expresión ΔV S R =. ΔT Figura Aplicar al circuito de la figura 6 una señal senoidal de 1 KHz y una amplitud que proporcione a la salida del circuito 20 Vpp. 21. Incrementar la frecuencia hasta que la forma de onda de salida se distorsione a causa de la rapidez de respuesta (aproximadamente después de 10 KHz la forma de onda parecerá triangular y la amplitud disminuirá). 22. La frecuencia donde comienza a presentarse la distorsión, indica el ancho de banda del amplificador operacional. Estimar el ancho de banda del amp-op y dibujar el oscilograma de entrada y salida de la señal. 23. Alambrar el circuito de la figura 8 (realimentación negativa), con R = 10K Ω. 2 15

5 Figura Aplicar una señal senoidal de 1 KHz y una amplitud que proporcione a la salida del circuito una señal de 3Vpp. 25. Obtener oscilograma de las señales de entrada y salida indicando amplitud, frecuencia y fase. Estimar la ganancia de lazo cerrado. 26. Medir el voltaje de realimentación dado en la terminal inversora del circuito. 27. Incrementar la frecuencia de la señal de entrada hasta que el voltaje de salida disminuya a 2.1 Vpp (frecuencia de corte). Obtener oscilograma de entrada y salida indicando amplitud, frecuencia y fase. 28. Calcular el producto ganancia por ancho de banda. 29. Repetir los puntos del 24 al 28 sustituyendo R2 = 100KΩ y comparar resultados. 16

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